华南理工唐本忠院士团队王志明研究员课题组 CEJ：多重共振材料的“电子限域”与“结构畸变”调控

华南理工唐本忠院士团队王志明研究员课题组 CEJ：多重共振材料的“电子限域”与“结构畸变”调控 - 实现高性能的超纯蓝光OLED

2024-01-30 来源：高分子科技

创新点

华南理工大学唐本忠院士团队王志明研究员课题组从调控“电子限域”与“结构畸变”角度切入，系统地探究了有机材料发光实现主峰窄化和肩峰抑制的本质，以及光谱位于深蓝光显示窗口的调控策略。基于上述认识，他们提出了一种可行的“柔性锁环”分子设计策略，成功实现了更窄，更纯，更蓝的有机发光材料。制备的有机窄发射材料应用于无敏化剂的常规OLED器件中可实现性能优异的深蓝电致发光，展现了其作为高色纯度蓝光掺杂剂使用的价值。

迄今为止，只有少数有机发光材料能够在合适的蓝光显示范围内（主峰≥445nm，CIE_y<0.08）实现高效的有机发光二极管（OLED）。针对这一问题，研究者们展示了一种新的“柔性锁环”设计策略，可以成功实现有机材料的超纯蓝光发射。

图1. 窄谱带发射机制与研究模型

该文中，研究者们通过“单B→双B”和“不锁环→刚性锁环→柔性锁环”的结构切换设计了四款具有多重共振效应的有机发光材料，并以此作为光物理研究模型，实验结合理论计算证明了“电子限域”与“结构畸变”调控在窄化主峰和抑制肩峰，以及调控蓝光显示窗口方面起着关键性作用（图1）。此外，在前人研究的基础上，作者们进一步根据黄-里斯因子深入分析了“电子与振动耦合”在有机光谱中的实际物理意义（图2和3）。最终，基于这种“柔性锁环”设计的分子SAC2MN2B在甲苯溶液中实现了超纯蓝色发射，主峰为446 nm，CIE坐标为（0.147，0.048），非常接近BT.2020蓝光像素点标准。此外，分子SAC2MN2B在无敏化剂的常规OLED器件中实现了先进的电致发光性能，在主峰448 nm、半峰宽和CIE坐标分别为25 nm和（0.147，0.061）的深蓝光下，提供了19.80%的最大外量子效率（图4）。这些结果有力地证明了这种新的“柔性锁环”策略在实现发射更窄、更纯的高效深蓝光OLED上的可行性。

图2. 研究分子的电子与振动耦合模拟

图3. 研究分子的傅里叶红外光谱

图4. 研究分子的器件性能

相关结果发表在Chemical Engineering Journal上。文章第一作者为华南理工大学博士生李保玺，共同第一作者为博士生娄敬丽与硕士生张柏君，通讯作者为张翰博士、王志明研究员和唐本忠院士。同时，衷心感谢其他作者对该工作的指导和帮助。该工作得到了国家自然科学基金（21975077）、广东省杰出青年基金（2022B1515020084）和发光材料与器件国家重点实验室项目（Skllmd-2022-01）等的支持。

论文信息：Modulating Electronic Confinement and Structural Distortion of Multiple Resonance Emitters Enables High-Performance Ultrapure Blue OLED

Baoxi Li, Jingli Lou, Baijun Zhang, Lu Liu, Xin He, He Xu, Xing Feng, Han Zhang*, Zhiming Wang*, and Ben Zhong Tang*

Chemical Engineering Journal

DOI: 10.1016/j.cej.2024.148876

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894724003619#t0010

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（责任编辑：xu）

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